JP2000065526A - Method and device for position detection, manufacture of aberration correcting member, and projection optical device - Google Patents

Method and device for position detection, manufacture of aberration correcting member, and projection optical device

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JP2000065526A
JP2000065526A JP10236770A JP23677098A JP2000065526A JP 2000065526 A JP2000065526 A JP 2000065526A JP 10236770 A JP10236770 A JP 10236770A JP 23677098 A JP23677098 A JP 23677098A JP 2000065526 A JP2000065526 A JP 2000065526A
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JP
Japan
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projection optical
optical system
reticle
optical member
mark
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JP10236770A
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Japanese (ja)
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Takahisa Kikuchi
貴久 菊地
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Original Assignee
Nikon Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely detect the position of an optical member of the projection optical device. SOLUTION: The positions of two images formed on an observation surface 79S by irradiating a 1st mark FZP1 formed on a reference member R for position detection and a 2nd mark FZP2 formed on an optical member 16D as an object of position detection with lights are measured. According to the positional relation between the two images on the observation surface 79S, the positional relational between the reference member R and optical member 16D is precisely detected. A high-performance optical member and a projection optical device which has precise image formation characteristics can be manufactured by detecting the position detection mentioned above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、位置検出方法、位
置検出装置、収差補正部材の製造方法、及び投影光学装
置に係り、さらに詳しくは、照明光によりパターンを照
明し、投影光学系を介して該パターンを投影する投影光
学装置における照明光の光路上に配置された光学部材の
位置を検出する位置検出方法、該位置検出方法を使用す
る位置検出装置、前記位置検出方法を利用した収差補正
部材の製造方法、及び該収差補正部材を備えた投影光学
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting method, a position detecting device, a method of manufacturing an aberration correcting member, and a projection optical device. Detection method for detecting the position of an optical member arranged on the optical path of illumination light in a projection optical device for projecting the pattern, a position detection device using the position detection method, and aberration correction using the position detection method The present invention relates to a method of manufacturing a member and a projection optical device including the aberration correction member.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成された
パターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布された
ウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「感応
基板又はウエハ」という)上に転写する露光装置が用い
られている。この種の装置としては、ステップ・アンド
・リピート方式の縮小投影型露光装置(いわゆる「ステ
ッパ」)や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型
露光装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, or the like, a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as a “reticle”) is resisted through a projection optical system. There is used an exposure apparatus that transfers a wafer onto a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter, referred to as a “sensitive substrate or wafer” as appropriate). As this type of apparatus, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called “stepper”) and a step-and-scan type scanning exposure apparatus are known.

【0003】こうした露光装置においては、レチクルに
形成されたパターンをウエハに投影するために、投影光
学系が用いられる。かかる投影光学系は、例えばレンズ
要素が組み合わされて構成されるが、投影光学系の調整
精度に応じて収差が発生する。さらに、いかに調整精度
を高めたとしても、投影光学系の構成要素の材料の均質
性や加工精度には限界があり、ランダムな収差が不可避
的に発生する。
In such an exposure apparatus, a projection optical system is used to project a pattern formed on a reticle onto a wafer. Such a projection optical system is configured, for example, by combining lens elements, but aberrations occur according to the adjustment accuracy of the projection optical system. Further, no matter how the adjustment accuracy is improved, there is a limit in the homogeneity of materials of the components of the projection optical system and the processing accuracy, and random aberration is inevitably generated.

【0004】かかる投影光学系による収差を補正するた
めに、レチクルに照射された照明光がレチクルからウエ
ハに至る光路上、例えばレチクルと投影光学系の間に収
差補正板を配置する技術が、例えば特開平9−9260
1号公報に開示されている。かかる収差補正板は、例え
ば平板状ガラス板を出発材とし、この出発材を例えば投
影光学系の鏡筒上に設けられた位置決め部材を基準とし
て、機械的に位置決めして配置した後にウエハへの投影
像の収差を測定し、収差測定時における出発材の配置位
置及び収差測定結果に基づいて、レチクルと投影光学系
との間から取り外した前記出発材に加工を施すことによ
り製造されていた。
In order to correct aberrations caused by the projection optical system, a technique of arranging an aberration correction plate on an optical path of illumination light applied to the reticle from the reticle to the wafer, for example, between the reticle and the projection optical system has been proposed. JP-A-9-9260
No. 1 discloses this. Such an aberration correction plate is, for example, a flat glass plate as a starting material, and the starting material is mechanically positioned and arranged with reference to, for example, a positioning member provided on a lens barrel of a projection optical system, and then the wafer is mounted on a wafer. It has been manufactured by measuring the aberration of the projected image and processing the starting material removed from between the reticle and the projection optical system based on the arrangement position of the starting material and the measurement result of the aberration at the time of measuring the aberration.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の収差補正板によ
る収差補正の精度は、収差測定時における出発材の配置
位置の精度及び収差測定結果の精度によって決まる。こ
こで、収差測定精度は、一般に光学的な測定系を使用す
るので、測定系の光学的な精度で決まる。一方、上記の
従来技術では、収差測定時における出発材の位置決めを
機械的に行うので、収差測定時における出発材の配置位
置の精度は、位置決め部材による機械的な位置決め精度
によって決まっていた。一方、半導体素子の微細化に伴
い、露光精度の向上が求められているが、従来の収差補
正精度では近い将来に露光精度の向上の要請を満たすこ
とができなくなることが明らかな状況となっている。
The accuracy of aberration correction by the above-described aberration correction plate is determined by the accuracy of the arrangement position of the starting material and the accuracy of the aberration measurement result when measuring the aberration. Here, since the aberration measurement accuracy generally uses an optical measurement system, it is determined by the optical accuracy of the measurement system. On the other hand, in the above-described prior art, since the positioning of the starting material at the time of measuring the aberration is mechanically performed, the accuracy of the arrangement position of the starting material at the time of measuring the aberration is determined by the mechanical positioning accuracy of the positioning member. On the other hand, with the miniaturization of semiconductor elements, improvement in exposure accuracy is required, but it is clear that conventional aberration correction accuracy will not be able to satisfy the demand for improvement in exposure accuracy in the near future. I have.

【0006】本発明は、かかる事情の下になされたもの
であり、その第1の目的は、位置検出精度の向上を図る
ことが可能な位置検出方法及び位置検出装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a position detection method and a position detection device capable of improving the position detection accuracy.

【0007】また、本発明の第2の目的は、投影光学系
の収差を精度良く補正することが可能な収差補正部材の
製造方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a method of manufacturing an aberration correcting member capable of correcting the aberration of a projection optical system with high accuracy.

【0008】また、本発明の第3の目的は、第1物体に
形成されたパターンを精度良く第2物体に投影する投影
光学装置を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a projection optical apparatus for projecting a pattern formed on a first object onto a second object with high accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出方法
は、照明光を第1物体(R)に照射し、前記第1物体
(R)に形成されたパターンを、投影光学系(PL)を
介して第2物体(W)に投影する投影光学装置における
前記照明光の光路上に配置された光学部材(16D)の
位置を検出する位置検出方法において、前記第1物体
(R)及び前記投影光学系(PL)の鏡筒の少なくとも
一方に対する前記光学部材(16D)の相対位置を光学
的に検出することを特徴とする。
According to the position detecting method of the present invention, a first object (R) is irradiated with illumination light, and a pattern formed on the first object (R) is projected onto a projection optical system (PL). In a position detecting method for detecting a position of an optical member (16D) arranged on an optical path of the illumination light in a projection optical device for projecting the second object (W) via the first object (R) and the first object (R), A relative position of the optical member (16D) with respect to at least one of the lens barrels of the projection optical system (PL) is optically detected.

【0010】これによれば、照明光の光路上に配置され
た光学部材の第1物体(R)及び前記投影光学系(P
L)の鏡筒の少なくとも一方に対する相対位置を光学的
に検出するので精度の良い位置検出が可能であり、この
位置検出の結果に基づいて光学部材を位置合わせするこ
とにより、例えば機械的に位置合わせをする場合と比べ
て1桁程度以上精度を向上して、光学部材の位置合わせ
を行うことができる。なお、前記光学部材を収差測定用
の光学部材とすることも可能であるし、また、収差補正
用に加工対象とする光学部材とすることも可能である。
According to this, the first object (R) of the optical member arranged on the optical path of the illumination light and the projection optical system (P)
Since the relative position to at least one of the lens barrels L) is optically detected, accurate position detection is possible. By positioning the optical member based on the result of the position detection, for example, The accuracy of the optical member can be improved by about one digit or more as compared with the case of performing the alignment. Note that the optical member can be an optical member for measuring aberration, or an optical member to be processed for aberration correction.

【0011】本発明の位置検出方法における、光学的な
位置検出は、例えば、前記第1物体及び前記投影光学系
の鏡筒の少なくとも一方に形成された少なくとも1つの
第1マークを介した検査光が観察面上に形成する第1の
検査像と、前記光学部材に形成された少なくとも1つの
第2マークを介した検査光が前記観察面上に形成する第
2の検査像との位置関係に基づいて、前記第1物体及び
前記投影光学系の鏡筒の少なくとも一方に対する前記光
学部材の相対位置を検出することによって行うことがで
きる。
In the position detecting method according to the present invention, the optical position is detected, for example, by inspecting light via at least one first mark formed on at least one of the first object and the lens barrel of the projection optical system. Is a positional relationship between a first inspection image formed on the observation surface and a second inspection image formed on the observation surface by inspection light via at least one second mark formed on the optical member. This can be performed by detecting a relative position of the optical member with respect to at least one of the first object and the lens barrel of the projection optical system.

【0012】かかる場合には、前記第1マーク及び前記
第2マークをフレネルゾーンプレートとすることができ
る。これによれば、第1マーク及び第2マークを結像能
力のあるフレネルゾーンプレートとすることにより、特
別な結像光学系を使用せずに、観察面上に第1検査像と
を第2検査像とを結像させることができる。したがっ
て、簡易な構成で前記光学部材の位置検出を行うことが
できる。
In such a case, the first mark and the second mark can be Fresnel zone plates. According to this, the first mark and the second mark are formed as Fresnel zone plates having an image forming ability, so that the first inspection image and the second inspection image can be formed on the observation surface without using a special image forming optical system. An inspection image can be formed. Therefore, the position of the optical member can be detected with a simple configuration.

【0013】本発明の位置検出装置は、照明光を第1物
体(R)に照射し、前記第1物体(R)に形成されたパ
ターンを、投影光学系(PL)を介して第2物体(W)
に投影する投影光学装置における前記照明光の光路上に
配置された光学部材(16D)の位置を検出する位置検
出装置であって、前記第1物体(R)及び前記投影光学
系(PL)の鏡筒の少なくとも一方に形成された少なく
とも1つの第1マーク(FZP1)と、前記光学部材
(16D)に形成された少なくとも1つの第2マーク
(FZP2)とを照明する検査光を発生する光源(7
1)と;前記第1マーク(FZP1)を介した光が観察
面(79S)上に形成する第1の検査像(IM1)と前
記第2マーク(FZP2)を介した光が前記観察面(7
9S)上に形成する第2の検査像(IM2)との位置関
係に基づいて、前記第1物体(R)及び前記投影光学系
(PL)の鏡筒の少なくとも一方に対する前記光学部材
(16D)の相対位置を検出する処理装置(26)とを
備える。
The position detecting device of the present invention irradiates the first object (R) with illumination light, and converts the pattern formed on the first object (R) through the projection optical system (PL) to the second object (R). (W)
A position detecting device for detecting a position of an optical member (16D) arranged on an optical path of the illumination light in a projection optical device for projecting the first object (R) and the projection optical system (PL). A light source that generates inspection light that illuminates at least one first mark (FZP1) formed on at least one of the lens barrels and at least one second mark (FZP2) formed on the optical member (16D). 7
1); a first inspection image (IM1) formed on the observation surface (79S) by light passing through the first mark (FZP1) and light passing through the second mark (FZP2) pass through the observation surface (79). 7
9S) The optical member (16D) for at least one of the first object (R) and the lens barrel of the projection optical system (PL) based on the positional relationship with the second inspection image (IM2) formed on the second inspection image (IM2). And a processing device (26) for detecting the relative position of.

【0014】これによれば、光源から出力された光が、
第1マークを介して第1の検査像が観察面上に形成され
るとともに、第2マークを介して第2の検査像が観察面
上に形成される。そして、観察面上における第1の検査
像と第2の検査像との位置関係に基づいて、処理装置が
前記光学部材の位置を検出する。すなわち、本発明の位
置検出装置は、本発明の位置検出方法を使用して、前記
光学部材の位置検出を行う。したがって、前記光学部材
の位置を精度良く検出することができる。
According to this, the light output from the light source is
A first inspection image is formed on the observation surface via the first mark, and a second inspection image is formed on the observation surface via the second mark. Then, the processing device detects the position of the optical member based on the positional relationship between the first inspection image and the second inspection image on the observation surface. That is, the position detecting device of the present invention detects the position of the optical member by using the position detecting method of the present invention. Therefore, the position of the optical member can be accurately detected.

【0015】本発明の収差補正部材の製造方法は、照明
光を第1物体(R)に照射し、前記第1物体(R)に形
成されたパターンを、投影光学系(PL)を介して第2
物体(W)に投影する投影光学装置で使用される収差補
正部材の製造方法であって、光学部材(16D)を前記
照明光の光路上に配置して、前記第1物体(R)及び前
記投影光学系(PL)の鏡筒の少なくとも一方に対する
前記光学部材(16D)の相対位置を光学的に検出し、
該検出結果に基づいて、前記光学部材(16D)を前記
第1物体(R)及び前記投影光学系(PL)の鏡筒の少
なくとも一方に対して位置合わせする第1工程と;前記
第1工程において前記光学部材(16D)が位置合わせ
された状態で、前記第2物体(W)における投影像の収
差を測定する第2工程と;前記第2工程における測定結
果に基づいて、前記光学部材(16D)又は前記光学部
材とほぼ同一の光学部材を加工して、収差補正部材(1
6)を製造する第3工程とを含む。
According to the method of manufacturing an aberration correcting member of the present invention, the first object (R) is irradiated with illumination light, and the pattern formed on the first object (R) is projected via a projection optical system (PL). Second
A method of manufacturing an aberration correction member used in a projection optical device that projects onto an object (W), wherein an optical member (16D) is disposed on an optical path of the illumination light, and the first object (R) and the Optically detecting the relative position of the optical member (16D) to at least one of the lens barrels of the projection optical system (PL);
A first step of aligning the optical member (16D) with at least one of the first object (R) and a lens barrel of the projection optical system (PL) based on the detection result; A second step of measuring the aberration of the projected image on the second object (W) in a state where the optical member (16D) is aligned; and, based on the measurement result in the second step, the optical member ( 16D) or an optical member that is substantially the same as the optical member described above, and the aberration correction member (1
6) the third step of manufacturing.

【0016】これによれば、第1物体から第2物体に至
る照明光の光路上に、前記光学部材を第1物体及び投影
光学系の鏡筒の少なくとも一方に対して位置決めして配
置し、収差測定を行う。ここで、前記光学部材の位置決
めは、照明光の光路上に配置された光学部材の第1物体
に対する相対位置を本発明の位置検出方法によって検出
された検出結果に基づいて行われるので、前記光学部材
と第1物体あるいは投影光学系の鏡筒とは精度の良く位
置決めされる。この結果、測定された収差と前記光学部
材の位置との関係を精度良く決定することができる。そ
して、収差測定結果に基づいて、前記光学部材又は前記
光学部材とほぼ同一の光学部材を加工して収差補正部材
を製造する。したがって、精度良く収差を補正する収差
補正部材を製造することができる。
According to this, on the optical path of the illumination light from the first object to the second object, the optical member is positioned and arranged with respect to at least one of the first object and the lens barrel of the projection optical system, Perform aberration measurement. Here, the positioning of the optical member is performed based on a detection result obtained by detecting the relative position of the optical member arranged on the optical path of the illumination light with respect to the first object by the position detection method of the present invention. The member and the first object or the barrel of the projection optical system are accurately positioned. As a result, the relationship between the measured aberration and the position of the optical member can be accurately determined. Then, based on the aberration measurement result, the optical member or an optical member substantially the same as the optical member is processed to manufacture an aberration correction member. Therefore, it is possible to manufacture an aberration correction member that corrects aberration with high accuracy.

【0017】ここで、前記光学部材とほぼ同一の別の光
学部材を加工することにした場合には、前記光学部材を
照明光の光路上から取り外す必要がない。したがって、
前記光学部材を照明光の光路上に配置した状態、すなわ
ち、投影光学系による微小な収差が残留した状態で可能
な投影光学装置の組立及び調整を、別の光学部材から収
差補正部材への加工中にも続行することができる。
Here, if another optical member substantially identical to the optical member is to be processed, it is not necessary to remove the optical member from the optical path of the illumination light. Therefore,
The assembly and adjustment of the projection optical device which can be performed in a state where the optical member is arranged on the optical path of the illumination light, that is, in a state where a small aberration remains due to the projection optical system, is processed from another optical member to an aberration correction member. While you can continue.

【0018】本発明の投影光学装置は、照明光を第1物
体(R)に照射し、前記第1物体(R)に形成されたパ
ターンを第2物体(W)に投影する投影光学装置であっ
て、前記照明光の光路上に配置された、本発明の収差補
正部材の製造方法によって製造された収差補正部材(1
6)と;前記第1物体(R)を介した照明光を入射し、
前記第2物体(W)上に前記パターンを投影する投影光
学系(PL)とを備える。
The projection optical device according to the present invention is a projection optical device for irradiating a first object (R) with illumination light and projecting a pattern formed on the first object (R) onto a second object (W). The aberration correcting member (1) disposed on the optical path of the illumination light and manufactured by the method for manufacturing an aberration correcting member of the present invention.
6) and; the illumination light through the first object (R) is incident;
A projection optical system (PL) for projecting the pattern on the second object (W).

【0019】これによれば、本発明の収差補正部材の製
造方法によって製造された精度の良い収差補正部材を備
えるので、第2物体に投影される投影像の収差を低減す
ることができ、第1物体に形成されたパターンを精度良
く第2物体に投影することができる。
According to this, since the accurate aberration correcting member manufactured by the method for manufacturing the aberration correcting member of the present invention is provided, the aberration of the projected image projected on the second object can be reduced. The pattern formed on one object can be accurately projected on the second object.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態の投影光学装
置としての投影露光装置を、図1〜図10を参照して説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection exposure apparatus as a projection optical apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0021】図1には、一実施形態に係る投影露光装置
100の構成が概略的に示されている。この投影露光装
置100は、第1物体としてのレチクルRと第2物体と
してのウエハWを同期移動しつつ、レチクルR上に形成
されたパターンを結像光学系としての投影光学系PLを
介してウエハWのショット領域に転写する走査型露光装
置である。
FIG. 1 schematically shows the configuration of a projection exposure apparatus 100 according to one embodiment. This projection exposure apparatus 100 synchronously moves a reticle R as a first object and a wafer W as a second object, and transfers a pattern formed on the reticle R via a projection optical system PL as an imaging optical system. This is a scanning type exposure apparatus that transfers the image onto a shot area of a wafer W.

【0022】この投影露光装置100は、光源を含む照
明系10、レチクルRを保持するレチクルステージR
S、投影光学系PLの収差を補正する収差補正部材とし
ての収差補正板16、レチクルRに形成されたパターン
の像をウエハW上に投影する投影光学系PL、ウエハW
が搭載されたウエハステージ50、及び制御系等を備え
ている。
The projection exposure apparatus 100 includes an illumination system 10 including a light source and a reticle stage R for holding a reticle R.
S, an aberration correcting plate 16 as an aberration correcting member for correcting aberration of the projection optical system PL, a projection optical system PL for projecting an image of a pattern formed on the reticle R onto the wafer W, and a wafer W
And a control system and the like.

【0023】前記照明系10は、光源、フライアイレン
ズ等からなる照度均一化光学系、リレーレンズ、可変N
Dフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイック
ミラー等(いずれも不図示)を含んで構成されている。
こうした照明系の構成は、例えば、特開平10−112
433号公報に開示されている。この照明系10では、
回路パターン等が描かれたレチクルR上のレチクルブラ
インドで規定されたスリット状の照明領域部分IAR
(図2参照)を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明
する。
The illumination system 10 includes an illuminance uniforming optical system including a light source and a fly-eye lens, a relay lens, a variable N
It is configured to include a D filter, a reticle blind, a dichroic mirror, and the like (all not shown).
The configuration of such an illumination system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-112.
No. 433. In this lighting system 10,
A slit-shaped illumination area portion IAR defined by a reticle blind on a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn
(See FIG. 2) is illuminated with substantially uniform illuminance by the illumination light IL.

【0024】前記レチクルステージRS上にはレチクル
Rが、例えば真空吸着により固定されている。レチクル
ステージRSは、ここでは、磁気浮上型の2次元リニア
アクチュエータから成る不図示のレチクルステージ駆動
部によって、レチクルRの位置決めのため、照明光学系
の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に
垂直なXY平面内で微少駆動可能であるとともに、所定
の走査方向(ここではY方向とする)に指定された走査
速度で駆動可能となっている。さらに、本実施形態では
上記磁気浮上型の2次元リニアアクチュエータはX駆動
用コイル、Y駆動用コイルの他にZ駆動用コイルを含ん
でいるため、Z方向にも微小駆動可能となっている。
A reticle R is fixed on the reticle stage RS by, for example, vacuum suction. Here, the reticle stage RS is driven by an optical axis of an illumination optical system (an optical axis of a projection optical system PL described later) for positioning the reticle R by a reticle stage driving unit (not shown) composed of a magnetic levitation type two-dimensional linear actuator. It can be driven minutely in an XY plane perpendicular to AX) and can be driven at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, Y direction). Further, in the present embodiment, the magnetic levitation type two-dimensional linear actuator includes a Z drive coil in addition to the X drive coil and the Y drive coil, and thus can be minutely driven in the Z direction.

【0025】レチクルステージRSのステージ移動面内
の位置はレチクルレーザ干渉計(図示省略:以下、「レ
チクル干渉計」という)によって、移動鏡(図示省略)
を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検
出される。レチクル干渉計からのレチクルステージRS
の位置情報はステージ制御系58に送られ、ステージ制
御系58はレチクルステージRSの位置情報に基づいて
レチクルステージ駆動部(図示省略)を介してレチクル
ステージRSを駆動する。
The position of the reticle stage RS in the stage movement plane is determined by a reticle laser interferometer (not shown; hereinafter, referred to as a "reticle interferometer") and a movable mirror (not shown).
, Is always detected at a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. Reticle stage RS from reticle interferometer
Is sent to the stage control system 58, and the stage control system 58 drives the reticle stage RS via a reticle stage driving unit (not shown) based on the position information of the reticle stage RS.

【0026】前記投影光学系PLは、レチクルステージ
RSの図1における下方に配置され、その光軸AXの方
向がZ軸方向とされ、ここでは両側テレセントリックな
光学配置となるように光軸AX方向に沿って所定間隔で
配置された複数枚のレンズエレメント40a、40b、
……から成る屈折光学系が使用されている。この投影光
学系PLは所定の投影倍率、例えば1/5(あるいは1
/4)を有する縮小光学系である。このため、照明系1
0からの照明光ILによってレチクルRの照明領域IA
R(図2参照)が照明されると、このレチクルRを通過
した照明光ILにより、投影光学系PLを介してその照
明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの縮小像
(部分倒立像)が表面にフォトレジストが塗布されたウ
エハW上に形成される。
The projection optical system PL is arranged below the reticle stage RS in FIG. 1, and the direction of the optical axis AX is the Z-axis direction. In this case, the optical axis AX direction is set so that the optical arrangement is telecentric on both sides. , A plurality of lens elements 40a, 40b,
.. Are used. The projection optical system PL has a predetermined projection magnification, for example, 1/5 (or 1
/ 4). Therefore, the lighting system 1
Illumination area IA of reticle R by illumination light IL from 0
When R (see FIG. 2) is illuminated, a reduced image (partially inverted image) of the circuit pattern of the reticle R in the illumination area IAR via the projection optical system PL is generated by the illumination light IL passing through the reticle R. It is formed on a wafer W having a surface coated with a photoresist.

【0027】前記レンズエレメントのうち、レチクルス
テージRSに最も近い一番上のレンズエレメント40a
は、リング状の支持部材42により保持され、この支持
部材42は、伸縮可能な駆動素子、例えばピエゾ素子4
4a,44b,44c(紙面奥側の駆動素子44cは図
示せず)によって、3点支持されるとともに鏡筒部46
と連結されている。同様に、上から2番目のレンズエレ
メント40bは、リング状の支持部材43により保持さ
れ、この支持部材43は、伸縮可能な駆動素子、例えば
ピエゾ素子45a,45b,45c(紙面奥側の駆動素
子45cは図示せず)によって、3点支持されるととも
に鏡筒部46と連結されている。
Of the lens elements, the uppermost lens element 40a closest to the reticle stage RS
Is held by a ring-shaped support member 42, which can be extended and retracted by a driving element such as a piezo element 4.
4a, 44b, and 44c (the drive element 44c on the back side of the drawing is not shown), and is supported at three points and a lens barrel 46 is provided.
Is linked to Similarly, the second lens element 40b from the top is held by a ring-shaped support member 43. This support member 43 is a telescopic drive element, for example, piezo elements 45a, 45b, 45c (a drive element on the back side of the drawing). 45c is not shown) and is supported at three points and connected to the lens barrel 46.

【0028】上記の駆動素子44a,44b,44cに
よって、レンズエレメント40aの周辺3点を独立に、
投影光学系PLの光軸AX方向に移動させることができ
るとともに、駆動素子45a,45b,45cによっ
て、レンズエレメント40bの周辺3点を独立に、投影
光学系PLの光軸AX方向に移動させることができるよ
うになっている。そして、これらの駆動素子44a,4
4b,44c及び45a,45b,45cに与えられる
電圧が、主制御装置26からの指令に基づいて結像特性
補正コントローラ47によって制御され、これによって
駆動素子44a,44b,44c及び45a,45b,
45cの変位量が制御されるようになっている。なお、
図1中、投影光学系PLの光軸AXとは鏡筒部46に固
定されているレンズエレメント(40a、40b以外の
レンズエレメント(図示省略))の光軸の一致してい
る。
By the driving elements 44a, 44b, and 44c, three points around the lens element 40a are independently set.
It can be moved in the direction of the optical axis AX of the projection optical system PL, and three points around the lens element 40b can be independently moved in the direction of the optical axis AX of the projection optical system PL by the driving elements 45a, 45b, and 45c. Is available. Then, these drive elements 44a, 4a
The voltages applied to 4b, 44c and 45a, 45b, 45c are controlled by the imaging characteristic correction controller 47 based on a command from the main controller 26, whereby the driving elements 44a, 44b, 44c and 45a, 45b,
45c is controlled. In addition,
In FIG. 1, the optical axis AX of the projection optical system PL coincides with the optical axis of a lens element (lens elements (not shown) other than 40a and 40b) fixed to the lens barrel 46.

【0029】また、本実施形態においては、投影光学系
PLの光軸方向中央部近傍の特定のレンズエレメント相
互間には密封室49が形成されており、この密封室49
の内圧が圧力調整機構(例えばべローズポンプ等から成
る)48によって調整されるようになっている。この圧
力調整機構48も主制御装置26からの指令に基づいて
結像特性補正コントローラ47によって制御され、これ
によって密封室49の内圧が調整される。
Further, in this embodiment, a sealing chamber 49 is formed between specific lens elements near the center of the projection optical system PL in the optical axis direction, and the sealing chamber 49 is formed.
Is adjusted by a pressure adjusting mechanism (for example, a bellows pump or the like) 48. The pressure adjusting mechanism 48 is also controlled by the imaging characteristic correction controller 47 based on a command from the main controller 26, and thereby adjusts the internal pressure of the sealed chamber 49.

【0030】本実施形態では、レンズエレメント40a
及び40bを光軸AX方向の移動や傾斜により、例えば
投影倍率、像面湾曲、対称ディストーション成分の調整
が行われ、密封室49の内圧の調整により、例えば倍
率、コマ収差、像面湾曲の調整が行われる。
In this embodiment, the lens element 40a
And 40b are adjusted, for example, by adjusting the projection magnification, the field curvature, and the symmetric distortion component by moving or tilting the optical axis AX, and by adjusting the internal pressure of the sealed chamber 49, for example, adjusting the magnification, coma aberration, and field curvature. Is performed.

【0031】前記ウエハステージ50上には、ウエハホ
ルダ52が載置され、このウエハホルダ52によって感
応基板としてのウエハWが真空吸着によって保持されて
いる。このウエハステージ50は、搭載されたウエハW
をX、Y及びZの各方向に移動させる。
A wafer holder 52 is mounted on the wafer stage 50, and a wafer W as a sensitive substrate is held by the wafer holder 52 by vacuum suction. The wafer stage 50 is mounted on the wafer W
In the X, Y, and Z directions.

【0032】また、ウエハステージ50上にはウエハレ
ーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)56から
のレーザビームを反射する移動鏡53が固定され、外部
に配置されたウエハ干渉計56により、ウエハWのXY
面内での位置が例えば0.5〜1nm程度の分解能で常
時検出されている。ここで、ウエハWの位置情報(又は
速度情報)は主制御装置26に送られ、ステージ制御系
58では主制御装置20からの指示に応じて前記位置情
報(又は速度情報)に基づいてウエハ駆動装置54(こ
れは、X方向、Y方向、及びZ方向の各方向に関する駆
動系の全てを含む)を介してウエハステージ50をXY
平面内で駆動制御する。
A movable mirror 53 for reflecting a laser beam from a wafer laser interferometer (hereinafter, referred to as a "wafer interferometer") 56 is fixed on the wafer stage 50, and is provided by a wafer interferometer 56 disposed outside. XY of wafer W
The position in the plane is always detected with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. Here, the position information (or speed information) of the wafer W is sent to the main controller 26, and the stage control system 58 drives the wafer based on the position information (or speed information) in response to an instruction from the main controller 20. The wafer stage 50 is moved to the XY direction through an apparatus 54 (this includes all driving systems in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction).
Drive control in the plane.

【0033】また、ウエハステージ50上には、その表
面がウエハWの表面と同じ高さになるような基準マーク
板FMが固定されている。この基準マーク板FMの表面
には、例えば特開平10−163099号公報に開示の
ように、その長手方向中央部にウエハアライメント顕微
鏡35で計測するための第1基準マークが形成され、こ
の第1基準マークの長手方向両側に投影光学系PLを通
してレチクルRとの相対的な位置計測に用いる一対の第
2基準マークが形成されている。
On the wafer stage 50, a fiducial mark plate FM whose surface is the same as the surface of the wafer W is fixed. On the surface of the fiducial mark plate FM, a first fiducial mark to be measured by the wafer alignment microscope 35 is formed at the center in the longitudinal direction, as disclosed in, for example, JP-A-10-163099. A pair of second reference marks used for relative position measurement with respect to the reticle R are formed on both sides in the longitudinal direction of the reference mark through the projection optical system PL.

【0034】更に、図1の装置には、ウエハW表面の前
記露光領域IA内部分及びその近傍の領域のZ方向(光
軸AX方向)の位置を検出するための斜入射光式のフォ
ーカス検出系(焦点検出系)の一つである多点フォーカ
ス位置検出系が設けられている。この多点フォーカス位
置検出系は、図1に示されるように、照射光学系60a
と受光光学系60bとから構成されている。この多点フ
ォーカス位置検出系の詳細な構成等については、例えば
特開平6−283403号公報に開示されている。
Further, the apparatus shown in FIG. 1 has an oblique incident light type focus detection for detecting the position in the Z direction (optical axis AX direction) of the portion in the exposure area IA on the surface of the wafer W and the area in the vicinity thereof. A multipoint focus position detection system, which is one of the systems (focus detection system), is provided. As shown in FIG. 1, this multipoint focus position detection system includes an irradiation optical system 60a.
And a light receiving optical system 60b. The detailed configuration of the multi-point focus position detection system is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-283403.

【0035】また、図1の装置には、レチクルRの上方
に、投影光学系PLを介した基準マーク板FM上の1対
の第2基準マークの像とレチクルR上のレチクルアライ
メントマーク(図示省略)とを同時に観察するためのレ
チクルアライメント顕微鏡ユニット30A及び不図示の
レチクルアライメント顕微鏡ユニット30Bが設けられ
ている。これらのレチクルアライメント顕微鏡ユニット
30A、30Bの検出信号は、主制御装置26に供給さ
れるようになっている。また、レチクルアライメント顕
微鏡ユニット30A、30Bは、露光シーケンスが開始
されると、主制御装置28からの指令により、不図示の
駆動装置によって、レチクルパターン面にかからない位
置まで退避されるようになっている。なお、レチクルア
ライメント顕微鏡ユニット30A、30Bの構成及びこ
れらを使用したレチクルアライメントは、例えば特開平
10−163099号公報に開示されている。
In the apparatus shown in FIG. 1, an image of a pair of second fiducial marks on the fiducial mark plate FM via the projection optical system PL and a reticle alignment mark on the reticle R are provided above the reticle R. Reticle alignment microscope unit 30A and a reticle alignment microscope unit 30B (not shown) for observing (omitted) at the same time. The detection signals of these reticle alignment microscope units 30A and 30B are supplied to main controller 26. Further, when the exposure sequence is started, reticle alignment microscope units 30A and 30B are retracted to a position not covering the reticle pattern surface by a drive device (not shown) in accordance with a command from main controller 28. . The configuration of the reticle alignment microscope units 30A and 30B and the reticle alignment using them are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-163099.

【0036】更に、図1の装置には、後述する位置検出
装置70が設けられている。
Further, the apparatus shown in FIG. 1 is provided with a position detecting device 70 described later.

【0037】前記制御系は、図1中、主制御装置26に
よって主に構成される。主制御装置26は、露光動作が
的確に行われるように、レチクルRとウエハWとの同期
移動、不図示のシャッタによる露光タイミング等を統括
して制御する。また、主制御装置26は、結像状態を補
正するために、投影光学系PLの結像特性の変動量を算
出するとともに、結像特性補正コントローラ47を始め
として装置全体を統括制御する。
The control system is mainly constituted by a main controller 26 in FIG. Main controller 26 controls the synchronous movement of reticle R and wafer W, exposure timing by a shutter (not shown), and the like so that the exposure operation is performed properly. In addition, the main controller 26 calculates the amount of change in the imaging characteristic of the projection optical system PL and corrects the entire apparatus including the imaging characteristic correction controller 47 in order to correct the imaging state.

【0038】また、本実施形態では、ウエハステージ5
0上に、投影光学系PLの結像特性を直接測定するため
に、レチクルRに形成された計測マークの投影光学系P
Lを介しての投影像を光電検出する光電センサユニット
90が設けられている。
In the present embodiment, the wafer stage 5
In order to directly measure the imaging characteristics of the projection optical system PL, the projection optical system P of the measurement mark formed on the reticle R
A photoelectric sensor unit 90 that photoelectrically detects a projected image via L is provided.

【0039】この光電センサユニット90によれば、レ
チクルRに形成された計測マークの投影光学系PLを介
しての投影像の検出の際には、投影光学系PLを透過し
てきた照明光ILが光電変換され、受光量に応じた光量
信号Pを主制御装置26に出力する。
According to the photoelectric sensor unit 90, when detecting the projected image of the measurement mark formed on the reticle R via the projection optical system PL, the illumination light IL transmitted through the projection optical system PL is detected. The photoelectric conversion is performed, and the light amount signal P corresponding to the received light amount is output to the main control device 26.

【0040】以上のように構成された本実施形態の投影
露光装置100では、図2に示されるように、レチクル
Rの走査方向(Y軸方向)に対して垂直な方向に長手方
向を有する長方形(スリット状)の照明領域IARでレ
チクルRが照明され、レチクルRは露光時に−Y方向に
速度VRで走査(スキャン)される。照明領域IAR
(中心は光軸AXとほぼ一致)は投影光学系PLを介し
てウエハW上に投影され、照明領域IARに共役なスリ
ット状の投影領域、すなわち露光領域IAが形成され
る。ウエハWはレチクルRとは倒立結像関係にあるた
め、ウエハWは速度V Rの方向とは反対方向(+Y方
向)にレチクルRに同期して速度VWで走査され、ウエ
ハW上のショット領域SAの全面が露光可能となってい
る。走査速度の比V W/VRは正確に投影光学系PLの縮
小倍率に応じたものになっており、レチクルRのパター
ン領域PAのパターンがウエハW上のショット領域SA
上に正確に縮小転写される。照明領域IARの長手方向
の幅は、固定ブラインドによって、レチクルR上のパタ
ーン領域PAよりも広く、遮光領域STの最大幅よりも
狭くなるように設定され、レチクルRを走査(スキャ
ン)することによりパターン領域PA全面が照明される
ようになっている。
The projection of the present embodiment configured as described above
In the exposure apparatus 100, as shown in FIG.
Longitudinal direction perpendicular to the scanning direction of R (Y-axis direction)
In a rectangular (slit-shaped) illumination area IAR
The reticle R is illuminated, and the reticle R
Speed VRIs scanned. Illumination area IAR
(The center is almost coincident with the optical axis AX) through the projection optical system PL.
Is projected on the wafer W and is conjugate to the illumination area IAR.
A projection area in the form of a dot, that is, an exposure area IA is formed.
You. The wafer W has an inverted imaging relationship with the reticle R.
The wafer W has a speed V RDirection (+ Y direction)
V) in synchronism with reticle RWIs scanned by
The entire surface of the shot area SA on the wafer W can be exposed.
You. Scanning speed ratio V W/ VRIs exactly the contraction of the projection optical system PL.
It is designed for small magnification, and putter of reticle R
Pattern of the shot area SA on the wafer W
It is accurately reduced-transferred onto the top. Longitudinal direction of illumination area IAR
The width of the pattern on the reticle R is fixed by the fixed blind.
Wider than the open area PA and larger than the maximum width of the light shielding area ST.
The reticle R is set to be narrow (scan)
The entire pattern area PA is illuminated.
It has become.

【0041】こうした露光において、主制御装置26が
結像特性補正コントローラ47を介して、レンズエレメ
ント40a、40bを光軸AX方向又は傾斜方向に駆動
して、例えば投影倍率、像面湾曲、対称ディストーショ
ン成分の補正し、密封室49の内圧を調整することによ
り、例えば倍率、コマ収差、像面湾曲を補正している。
しかしながら、こうした投影光学系PLの結像特性の制
御のみでは、投影光学系PLの収差は補正しきれない。
例えば、ランダムな収差は、上記のような補正手法では
補正できない。そこで、本実施形態の投影露光装置10
0では、不図示のプレート駆動装置によってXYへ面内
で駆動されるプレートステージPSに搭載される収差補
正板16を更に備えることとし、ランダムな収差までも
補正することにしている。
In such an exposure, the main controller 26 drives the lens elements 40a and 40b in the optical axis AX direction or the tilt direction via the imaging characteristic correction controller 47, for example, for the projection magnification, the field curvature, and the symmetric distortion. By correcting the components and adjusting the internal pressure of the sealed chamber 49, for example, magnification, coma aberration, and field curvature are corrected.
However, the aberration of the projection optical system PL cannot be completely corrected only by controlling the imaging characteristics of the projection optical system PL.
For example, random aberration cannot be corrected by the above-described correction method. Therefore, the projection exposure apparatus 10 of the present embodiment
In the case of 0, an aberration correction plate 16 mounted on a plate stage PS driven in-plane to XY by a plate driving device (not shown) is further provided, and even random aberration is corrected.

【0042】以下、収差補正板16の製造及び本実施形
態の走査型露光装置100によるパターン転写を、図3
〜図10を参照して説明する。
Hereinafter, the manufacture of the aberration correction plate 16 and the pattern transfer by the scanning exposure apparatus 100 of this embodiment will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS.

【0043】まず、図3のステップ101において、互
いにほぼ同一形状を有し、同一位置に後述する第2マー
クとしてのフレネルゾーンプレートFZP2及び反射膜
REF1〜REF4(以下、適宜「反射膜REF」と総
称する)(いずれも、図4及び図5(B)参照)が形成
された、平板状ガラス板であるダミープレート16D及
びストックプレートを製作する。
First, in step 101 of FIG. 3, the Fresnel zone plate FZP2 and reflection films REF1 to REF4 (hereinafter referred to as “reflection film REF” as appropriate) which have substantially the same shape as each other and are located at the same position as a second mark described later. A dummy plate 16D, which is a flat glass plate, and a stock plate on which are formed (collectively referred to as “see FIGS. 4 and 5B”) are manufactured.

【0044】次に、ステップ103において、収差測定
用のレチクルRが不図示のレチクルローダによって、レ
チクルステージRSにロードされる。また、ダミープレ
ート16DをプレートステージPSに搭載し、レチクル
Rと投影光学系PLとの間に挿入する。なお、ロードさ
れたレチクルRには、後述する第1マークとしてのフレ
ネルゾーンプレートFZP1(図4及び図5(A)参
照)が形成され、また、ダミープレート16Dには、後
述する第2マークとしてのフレネルゾーンプレートFZ
P2及び各フレネルゾーンプレートFZP2の周囲に形
成された反射膜REFが形成されている。
Next, at step 103, the reticle R for aberration measurement is loaded on the reticle stage RS by a reticle loader (not shown). The dummy plate 16D is mounted on the plate stage PS and inserted between the reticle R and the projection optical system PL. The loaded reticle R is formed with a Fresnel zone plate FZP1 (see FIGS. 4 and 5A) as a first mark described later, and a dummy plate 16D is formed as a second mark described later. Fresnel zone plate FZ
A reflection film REF formed around P2 and each Fresnel zone plate FZP2 is formed.

【0045】引き続き、主制御装置26が、ステージ制
御系58を介してウエハ駆動装置54を制御してウエハ
ステージ50を駆動し、基準マーク板FMを投影光学系
PLの直下の所定位置に移動させるとともに、レチクル
アライメント顕微鏡30A、30Bを駆動して、基準マ
ーク板FM上の1対のレチクルマークの像とレチクルR
上のレチクルアライメントマークとを同時に観察できる
位置に移動させる。そして、1対のレチクルマークの像
の位置とレチクルR上のレチクルアライメントマークの
位置との一致度が最も高くなるように、主制御装置26
がレチクルステージRSを駆動して、レチクルの位置合
わせすなわちレチクルアライメントを行う。かかるレチ
クルアライメントについては、例えば、特開平10−1
63099号公報に、詳細に開示されている。
Subsequently, main controller 26 controls wafer driving device 54 via stage control system 58 to drive wafer stage 50, and moves reference mark plate FM to a predetermined position immediately below projection optical system PL. At the same time, the reticle alignment microscopes 30A and 30B are driven so that the image of the pair of reticle marks and the reticle R on the fiducial mark plate FM.
The upper reticle alignment mark is moved to a position where it can be observed at the same time. The main controller 26 controls the position of the image of the pair of reticle marks and the position of the reticle alignment mark on the reticle R to the highest degree.
Drives the reticle stage RS to perform reticle positioning, that is, reticle alignment. Regarding such reticle alignment, see, for example,
No. 63099 discloses this in detail.

【0046】次いで、ステップ105において、ダミー
プレート16DとレチクルRとの位置合わせを行う。図
4に示されるように、レチクルRには、前述のパターン
領域PAの外側にフレネルゾーンプレートFZP1が2
つ形成されており、また、ダミープレート16Dには、
レチクルR上のパターン領域PAを通過した照明光IL
が通過する領域PA’の外側に、各フレネルゾーンプレ
ートFZP1に対応して形成された2つのフレネルゾー
ンプレートFZP2及び各フレネルゾーンプレートFZ
P2の周囲に形成された反射膜REFが形成されてい
る。すなわち、1つのフレネルゾーンプレートFZP1
と、このフレネルゾーンプレートFZP1とZ軸方向に
関して対応する1つのフレネルゾーンプレートFZP2
とが対となって形成されるフレネルゾーンプレート対
が、2対形成される。
Next, in step 105, the positioning between the dummy plate 16D and the reticle R is performed. As shown in FIG. 4, the reticle R includes two Fresnel zone plates FZP1 outside the pattern area PA.
And the dummy plate 16D has
Illumination light IL that has passed through pattern area PA on reticle R
Outside the region PA ′ through which the two pass through, two Fresnel zone plates FZP2 and FZP2 formed corresponding to each Fresnel zone plate FZP1
A reflection film REF formed around P2 is formed. That is, one Fresnel zone plate FZP1
And one Fresnel zone plate FZP2 corresponding to this Fresnel zone plate FZP1 in the Z-axis direction.
Are paired to form two Fresnel zone plate pairs.

【0047】ここで、フレネルゾーンプレートFZP1
は、図5(A)に示されるように、正方形の四辺状に形
成された直線状の4つのフレネルゾーンプレートFZP
1、FZP12、FZP13、及びFZP14から構成さ
れている。これらのフレネルゾーンプレートFZP11
〜FZP14は、同一の焦点距離のレンズ能力を有する
ように、フレネルゾーンプレートFZP1の中心から離
れるほど縞間隔が小さくなっている。なお、各フレネル
ゾーンプレートFZP11、FZP12、FZP13、及
びFZP14のレンズ能力における焦点距離は、レチク
ルRの下面とダミープレート16Dの上面とのZ方向間
隔の2倍となるように設定されている。そして、フレネ
ルゾーンプレートFZP1に平行光が照射されたときに
は、フレネルゾーンプレートFZP11、FZP13はY
軸に平行な像を焦点面に形成し、また、フレネルゾーン
プレートFZP12、FZP14はX軸な平行な像を焦点
面に形成する。
Here, the Fresnel zone plate FZP1
As shown in FIG. 5 (A), four linear Fresnel zone plates FZP formed in a square quadrilateral,
And a 1 1, FZP1 2, FZP1 3 , and FZP1 4. These Fresnel zone plates FZP1 1
~FZP1 4 is to have the same focal length of the lens capability, fringe spacing is reduced with increasing distance from the center of the Fresnel zone plate FZP1. Incidentally, the focal length of each Fresnel zone plate FZP1 1, FZP1 2, FZP1 3 , and FZP1 4 lenses capacity is set to be twice the Z-direction distance between the upper surface of the lower surface of the reticle R and the dummy plate 16D ing. Then, when the parallel light is irradiated to the Fresnel zone plate FZP1 is a Fresnel zone plate FZP1 1, FZP1 3 is Y
The parallel image to the axis is formed on the focal plane, also, Fresnel zone plates FZP1 2, FZP1 4 is formed on the focal plane parallel image of the X-axis.

【0048】また、フレネルゾーンプレートFZP2
は、図5(B)に示されるように、同心円状に形成され
たフレネルゾーンプレートである。フレネルゾーンプレ
ートFZP2の中心から離れるほど縞間隔が小さくなっ
ている。なお、フレネルゾーンプレートFZP2のレン
ズ能力における焦点距離は、レチクルRの下面とダミー
プレート16Dの上面とのZ方向間と同一となるように
設定されている。そして、フレネルゾーンプレートFZ
P2に平行光が照射されたときには、点像を焦点面に形
成する。
The Fresnel zone plate FZP2
Is a Fresnel zone plate formed concentrically as shown in FIG. 5 (B). As the distance from the center of the Fresnel zone plate FZP2 increases, the stripe interval decreases. The focal length of the lens capability of the Fresnel zone plate FZP2 is set to be the same as the distance between the lower surface of the reticle R and the upper surface of the dummy plate 16D in the Z direction. And Fresnel zone plate FZ
When parallel light is applied to P2, a point image is formed on the focal plane.

【0049】引き続き、各フレネルゾーンプレート対に
おけるフレネルゾーンプレートFZP1に対するフレネ
ルゾーンプレートFZP2のXY2次元位置を位置検出
装置70によって検出することにより、位置合わせされ
たレチクルRに対するダミープレート16Dの位置を検
出する。
Subsequently, the position detector 70 detects the XY two-dimensional position of the Fresnel zone plate FZP2 with respect to the Fresnel zone plate FZP1 in each Fresnel zone plate pair, thereby detecting the position of the dummy plate 16D with respect to the aligned reticle R. .

【0050】位置検出装置70は、図6に示されるよう
に、光源71、レンズ721,722,723、ハーフミ
ラー73、平行ガラス板74、コリメータ75、レンズ
761,762、ハーフミラー77、受光素子78、及び
観察面としての受光面79Sを有する撮像装置79を含
んで構成される。
As shown in FIG. 6, the position detecting device 70 includes a light source 71, lenses 72 1 , 72 2 and 72 3 , a half mirror 73, a parallel glass plate 74, a collimator 75, lenses 76 1 and 76 2 , The imaging device 79 includes a mirror 77, a light receiving element 78, and a light receiving surface 79S as an observation surface.

【0051】ここで、光源71としては、レーザダイオ
ードを使用することが可能であり、また、受光素子78
としてはPIN型のフォトダイオードを使用することが
可能である。さらに、撮像装置79としては、荷電結合
型受光素子(CCD)を含む固体撮像装置を使用するこ
とが可能である。
Here, as the light source 71, a laser diode can be used.
For example, a PIN photodiode can be used. Further, as the imaging device 79, a solid-state imaging device including a charge-coupled light receiving element (CCD) can be used.

【0052】位置検出装置70では、主制御装置26か
らの指示により光源71が発光した、第1検査光及び第
2検査光としての検査光が、レンズ721を通過して平
行光束となり、その平行光束がハーフミラー73及びレ
ンズ722を順次通過した後、平行ガラス板74を経て
ハーフミラー77に入射する。ここで、レンズ721
レンズ722とからなる光学系の光軸に対する平行ガラ
ス板74の傾き調整することにより、平行ガラス板74
通過前後の検査光光束の光軸間の横ずれ量を調整するこ
とができる。
[0052] In the position detecting device 70, light source 71 according to an instruction from the main control unit 26 emits light, the inspection light as the first test light and the second inspection light becomes a collimated through the lens 72 1, the after the parallel light flux is sequentially passed through the half mirror 73 and the lens 72 2, enters the half mirror 77 via the parallel glass plate 74. Here, the lens 72 1 and the lens 72 by the inclination adjustment of the parallel glass plate 74 with respect to the optical axis of the optical system consisting of 2 which, parallel glass plate 74
The lateral shift amount between the optical axes of the inspection light beam before and after the passage can be adjusted.

【0053】ハーフミラー77で反射された検査光は、
レンズ761を通過して、再び平行光束となり、レチク
ルRに鉛直上方から照射される。レチクルRを照射の結
果、レチクルRで反射された検査光は、ハーフミラー7
7、平行ガラス板74、及びレンズ722を通過して、
ハーフミラー73に入射する。そして、ハーフミラー7
3で反射された光は、レンズ723を通過してコリメー
タ75へ導かれ、コリメータ75のスリットを通過した
光が受光素子78によって検出される。受光素子78に
よる検出結果は、主制御装置26に供給される。
The inspection light reflected by the half mirror 77 is
After passing through the lens 76 1 , it becomes a parallel light flux again, and is irradiated on the reticle R from vertically above. As a result of irradiating the reticle R, the inspection light reflected by the reticle R
7, and passes through the parallel glass plate 74, and a lens 72 2,
The light enters the half mirror 73. And half mirror 7
The light reflected by 3 passes through the lens 723 and is guided to the collimator 75, and the light passing through the slit of the collimator 75 is detected by the light receiving element 78. The detection result by the light receiving element 78 is supplied to the main controller 26.

【0054】ここで、受光素子78における受光量は、
検査光のレチクルRへの入射角に依存する。したがっ
て、受光素子78における受光量を主制御装置26がモ
ニタし、平行ガラス板74を回転制御することにより、
検査光のレチクルRへの入射角を所望の角度、例えば0
°(すなわち、垂直入射)に設定することができる。
Here, the amount of light received by the light receiving element 78 is
It depends on the angle of incidence of the inspection light on the reticle R. Therefore, the main controller 26 monitors the amount of light received by the light receiving element 78 and controls the rotation of the parallel glass plate 74,
The angle of incidence of the inspection light on the reticle R is set to a desired angle, for example, 0
° (ie, normal incidence).

【0055】一方、レチクルRを透過する検査光の一部
はレチクルRの下面に形成されたフレネルゾーンプレー
トFZP1に照射され、フレネルゾーンプレートFZP
1の中心近傍の縞状マークが存在しない部分を透過した
検査光の一部は、フレネルゾーンプレートFZP2に照
射される。
On the other hand, a part of the inspection light transmitted through the reticle R is applied to the Fresnel zone plate FZP1 formed on the lower surface of the reticle R, and
A part of the inspection light that has passed through the portion near the center of No. 1 where no stripe mark exists does not fall on the Fresnel zone plate FZP2.

【0056】この結果、フレネルゾーンプレートFZP
1を構成するフレネルゾーンプレートFZP11〜FZ
P14に照射され、透過屈折した検査光は、ダミープレ
ート16D上に形成された反射膜REF1〜REF4で
それぞれ反射され、レチクルRの下面に、第1検査像と
しての図7に示される十文字像IM1を形成する。一
方、フレネルゾーンプレートFZP2に照射され、反射
屈折した検査光は、レチクルRの下面に、第2検査像と
しての図7に示される点像IM2を形成する。ここで、
像IM1と像IM2との位置関係、具体的には像IM1
の交点位置と像IM2の点位置との位置関係が、レチク
ルRとダミープレート16Dとの位置関係を反映してい
る。
As a result, the Fresnel zone plate FZP
Fresnel zone plate FZP1 1 ~FZ that make up the 1
P1 4 is irradiated to the inspection light transmitted through refraction, respectively reflected by the reflective film REF1~REF4 formed on the dummy plate 16D, the lower surface of the reticle R, cross-shaped image shown in Figure 7 as the first inspection image Form IM1. On the other hand, the inspection light irradiated to the Fresnel zone plate FZP2 and reflected and refracted forms a point image IM2 shown in FIG. 7 as a second inspection image on the lower surface of the reticle R. here,
The positional relationship between the image IM1 and the image IM2, specifically, the image IM1
Of the image IM2 reflects the positional relationship between the reticle R and the dummy plate 16D.

【0057】以上のようにして、レチクルRの下面で像
IM1、IM2を形成した検査光は、レチクルRを透過
後、レンズ761、ハーフミラー77、及びレンズ762
を順次通過し、固体撮像装置79の受光面79S上で、
レチクルRの下面における像IM1及び像IM2とを再
結像する。かかる再結像された像は撮像装置79で撮像
され、撮像結果が主制御装置26に供給される。
As described above, the inspection light having the images IM1 and IM2 formed on the lower surface of the reticle R passes through the reticle R, and then passes through the lens 76 1 , the half mirror 77 and the lens 76 2
Through the light-receiving surface 79S of the solid-state imaging device 79,
The images IM1 and IM2 on the lower surface of the reticle R are re-imaged. The re-formed image is captured by the imaging device 79, and the imaging result is supplied to the main controller 26.

【0058】主制御装置26は、供給された撮像結果の
データから十文字像IM1の十文字交点の中心位置と点
像IM2の中心位置とを抽出し、それらの位置関係を求
める。この結果から、主制御装置26は、1対のフレネ
ルゾーンプレート対に関する、レチクルRとダミープレ
ート16Dとの位置関係を求める。
The main controller 26 extracts the center position of the cross-shaped intersection of the cross-shaped image IM1 and the center position of the point-shaped image IM2 from the supplied data of the imaging result, and obtains their positional relationship. From this result, main controller 26 determines the positional relationship between reticle R and dummy plate 16D for one Fresnel zone plate pair.

【0059】次に、上記と同様にして、他の1対のフレ
ネルゾーンプレート対に関する、レチクルRとダミープ
レート16Dとの位置関係を求める。
Next, the positional relationship between the reticle R and the dummy plate 16D with respect to another pair of Fresnel zone plates is determined in the same manner as described above.

【0060】こうして2対のフレネルゾーンプレート対
のそれぞれに関して測定された位置関係から、主制御装
置26は、レチクルRとダミープレート16DとのXY
2次元の位置関係を求める。すなわち、双方のフレネル
ゾーンプレート対について、十文字像IM1の十文字交
点の中心位置と点像IM2の中心位置とが一致している
ときには、レチクルRとダミープレート16Dとが正し
く位置合わせがなされた状態と判断される。また、少な
くとも一方のフレネルゾーンプレート対について、十文
字像IM1の十文字交点の中心位置と点像IM2の中心
位置とがずれているときには、レチクルRとダミープレ
ート16Dとがずれている状態と判断され、各フレネル
ゾーンプレート対に関する十文字像IM1の十文字交点
の中心位置と点像IM2の中心位置とのずれ量から、レ
チクルRとダミープレート16Dとの2次元的なずれ量
を求める。そして、ずれている状態と判断させたときに
は、測定されたずれ量に基づいて、主制御装置26が、
ずれ量をモニタしつつ、プレート駆動装置を介してダミ
ープレート16DをXY平面上で駆動し、レチクルRと
ダミープレート16Dとを正しく位置決めする。これに
より、レチクルRとダミープレート16Dとは、精度良
く2次元的に位置合わせされる。なお、製造誤差等によ
り、双方のフレネルゾーンプレート対について十文字像
IM1の十文字交点の中心位置と点像IM2の中心位置
とを完全に一致させることができないときには、ずれ量
を極力小さくするように位置合わせを行う。
Based on the positional relationship measured for each of the two Fresnel zone plate pairs, main controller 26 determines whether the reticle R and the dummy plate 16D
Find a two-dimensional positional relationship. In other words, for both Fresnel zone plate pairs, when the center position of the cross-point intersection of the cross-shaped image IM1 and the center position of the point image IM2 match, it is determined that the reticle R and the dummy plate 16D are correctly aligned. Is determined. When the center position of the cross-shaped point of the cross image IM1 and the center position of the point image IM2 of at least one Fresnel zone plate pair are shifted, it is determined that the reticle R and the dummy plate 16D are shifted. The two-dimensional shift amount between the reticle R and the dummy plate 16D is determined from the shift amount between the center position of the cross-shaped intersection of the cross-shaped image IM1 and the center position of the point image IM2 for each Fresnel zone plate pair. When it is determined that the state is shifted, the main control device 26 determines, based on the measured amount of shift,
While monitoring the shift amount, the dummy plate 16D is driven on the XY plane via the plate driving device, and the reticle R and the dummy plate 16D are correctly positioned. Thereby, the reticle R and the dummy plate 16D are two-dimensionally aligned with high accuracy. When the center position of the cross-shaped image IM1 and the center position of the point-shaped image IM2 cannot be completely matched with each other due to a manufacturing error or the like, the position is set so as to minimize the amount of displacement. Perform alignment.

【0061】ところで、フレネルゾーンプレート対にお
いて、フレネルゾーンプレートFZP1とフレネルゾー
ンプレートFZP2とが2次元的にはずれていない場合
であっても、検査光のレチクルRへの入射角が0°から
ずれていると、十文字像IM1の十文字交点の中心位置
と点像IM2の中心位置とがずれて観測される。この様
子が図8に示されている。すなわち、検査光のレチクル
Rへの入射角のずれと、レチクルRに対するダミープレ
ート16Dの位置ずれとは、区別ができない。しかし、
上述のように、レチクルRを照射の結果、レチクルRで
反射された検査光の内、受光素子78によって受光され
た光量を主制御装置26がモニタし、モニタ結果に基づ
いて、主制御装置が平行ガラス板74を回転制御するこ
とにより、検査光のレチクルRへの入射角を0°に制御
することにより、レチクルRとダミープレート16Dと
の位置関係を2次元的に正確に検出することができるよ
うにしている。
In the Fresnel zone plate pair, even if the Fresnel zone plate FZP1 and the Fresnel zone plate FZP2 are not two-dimensionally displaced, the angle of incidence of the inspection light on the reticle R deviates from 0 °. In this case, the center position of the cross point of the cross image IM1 and the center position of the point image IM2 are observed to be shifted. This is shown in FIG. In other words, the deviation of the incident angle of the inspection light on the reticle R and the positional deviation of the dummy plate 16D with respect to the reticle R cannot be distinguished. But,
As described above, as a result of irradiating the reticle R, the main controller 26 monitors the amount of light received by the light receiving element 78 among the inspection light reflected by the reticle R, and based on the monitoring result, the main controller 26 By controlling the rotation of the parallel glass plate 74 to control the incident angle of the inspection light on the reticle R to 0 °, the positional relationship between the reticle R and the dummy plate 16D can be accurately detected two-dimensionally. I can do it.

【0062】以上の光学的手法を利用した位置決めを行
うことにより、機械的手法のみで位置決めを行う場合に
比べて、位置決め精度を1桁以上向上させることができ
る。
By performing the positioning using the above-described optical method, the positioning accuracy can be improved by one digit or more as compared with the case where the positioning is performed only by the mechanical method.

【0063】図3に戻り、次に、ステップ107におい
て、図9(A)に示されるように、レチクルRに形成さ
れた計測用パターンを、ダミープレート16D及び投影
光学系PLを順次経由させて、光電センサユニット90
へ投影し、収差測定を行う。このときのレチクルRに形
成されるパターンは、例えば図9(B)に示されるよう
な格子点パターンR(i,j)(i=1〜3、j=1〜
3)を使用する。
Returning to FIG. 3, next, at step 107, as shown in FIG. 9A, the measurement pattern formed on the reticle R is sequentially passed through the dummy plate 16D and the projection optical system PL. , Photoelectric sensor unit 90
And aberration is measured. At this time, the pattern formed on the reticle R is, for example, a lattice point pattern R (i, j) (i = 1 to 3, j = 1 to 1) as shown in FIG.
Use 3).

【0064】具体的には、主制御装置26が、各レチク
ルパターンR(i,j)の投影位置Q(i,j)を、ス
テージ制御系58及びウエハ駆動装置54を介して、ウ
エハステージ50をXY平面内で駆動しながら、光電セ
ンサユニット90からの光量信号Pに基づいて測定す
る。そして、主制御装置26が、投影光学系PLに収差
がないとしたときの設計投影位置P(i,j)と投影位
置Q(i,j)とのずれ量を測定する(図9(C)参
照)。このずれ量のX成分をΔX(i,j)とし、Y成
分をΔY(i,j)とする。こうして測定されたずれ量
(ΔX(i,j),ΔY(i,j))から、投影光学系
PLが有する残留収差が求められる。
More specifically, main controller 26 determines the projection position Q (i, j) of each reticle pattern R (i, j) through stage control system 58 and wafer driving device 54, Is driven based on the light amount signal P from the photoelectric sensor unit 90 while driving in the XY plane. Then, main controller 26 measures the amount of deviation between design projection position P (i, j) and projection position Q (i, j) assuming that projection optical system PL has no aberration (FIG. 9C )reference). The X component of this shift amount is ΔX (i, j), and the Y component is ΔY (i, j). The residual aberration of the projection optical system PL is obtained from the displacement amounts (ΔX (i, j), ΔY (i, j)) thus measured.

【0065】図3に戻り、次に、ステップ109におい
て、上記で測定された残留収差に基づき、ストックプレ
ートに形成されたフレネルゾーンプレートFZP2の位
置を基準として、ストックプレートを加工して収差補正
板16を製造する。かかる収差補正板16の製造にあた
っては、例えば、ストックプレートのレチクル対向面を
投影面と平行とし、補正ずれ量(−ΔX(i,j),−
ΔY(i,j))を発生させる投影光学系PLの対向面
の形状、すなわち、補正ずれ量(−ΔX(i,j),−
ΔY(i,j))と収差補正板16の屈折率とによって
決まる投影光学系PLの対向面の投影面に対する傾きを
求め、求められた形状にストックプレートを加工するこ
とによって行われる。
Returning to FIG. 3, next, in step 109, based on the residual aberration measured above, the stock plate is processed by using the position of the Fresnel zone plate FZP2 formed on the stock plate as a reference to correct the aberration correction plate. 16 is manufactured. In manufacturing the aberration correction plate 16, for example, the reticle-facing surface of the stock plate is made parallel to the projection surface, and the amount of correction deviation (−ΔX (i, j), −
The shape of the opposing surface of the projection optical system PL that generates ΔY (i, j)), that is, the amount of correction deviation (−ΔX (i, j), −)
This is performed by obtaining the inclination of the opposing surface of the projection optical system PL with respect to the projection surface, which is determined by ΔY (i, j)) and the refractive index of the aberration correction plate 16, and processing the stock plate into the obtained shape.

【0066】ステップ109における収差補正板16の
製造中において、ダミープレート16Dは収差測定時と
同様に照明光ILの光路上に配置されたままとする。こ
れにより、収差補正板16の製造中において、投影光学
系PLによる微小な収差は残留した状態で可能な投影光
学装置の組立及び調整を進めることができる。
During the manufacture of the aberration correction plate 16 in step 109, the dummy plate 16D is left on the optical path of the illumination light IL as in the case of measuring the aberration. Thus, during the manufacture of the aberration correction plate 16, assembly and adjustment of the projection optical device that can be performed in a state where minute aberration due to the projection optical system PL remains can be advanced.

【0067】次いで、ステップ111において、ダミー
プレート16Dを照明光ILの光路上から取り外し、収
差測定時におけるダミープレート16Dの配置位置に製
造された収差補正板16を配置する。かかる収差補正板
16の配置にあたっては、収差測定時におけるダミープ
レート16Dの配置位置を決定した際に、その位置への
配置が再現されるように位置決め部材を固定し、該位置
決め部材を基準とする機械的精度による位置決めにより
行うこともできるし、また、上述のレチクルRとダミー
プレートと位置決めで行われた、レチクルRに形成され
たフレネルゾーンプレートFZP1と、ダーミープレー
ト16Dの場合と同様に収差補正板16に形成されたフ
レネルゾーンプレートFZP2とを使用した光学的精度
による位置決めを行うこともできる。
Next, in step 111, the dummy plate 16D is removed from the optical path of the illumination light IL, and the manufactured aberration correction plate 16 is placed at the position where the dummy plate 16D is placed at the time of aberration measurement. In arranging the aberration correction plate 16, when determining the arrangement position of the dummy plate 16D at the time of measuring the aberration, the positioning member is fixed so that the arrangement at that position is reproduced, and the positioning member is used as a reference. It can be performed by positioning with mechanical accuracy, and the aberration can be obtained in the same manner as in the case of the Fresnel zone plate FZP1 formed on the reticle R and the dermy plate 16D, which is performed by positioning the reticle R and the dummy plate. Positioning with optical accuracy using the Fresnel zone plate FZP2 formed on the correction plate 16 can also be performed.

【0068】こうして、収差補正板16が照明光ILの
光路上の所定の位置に配置されると、図10に示される
ように、前述の図9(B)に示されたレチクルパターン
R(i,j)の投影位置が、設計投影位置P(i,j)
となる。すなわち、レチクルRに形成されたパターン
が、収差が補正され低減された状態で、ウエハW上に投
影される。
When the aberration correction plate 16 is thus arranged at a predetermined position on the optical path of the illumination light IL, as shown in FIG. 10, the reticle pattern R (i) shown in FIG. , J) is the design projection position P (i, j)
Becomes That is, the pattern formed on the reticle R is projected onto the wafer W in a state where the aberration is corrected and reduced.

【0069】したがって、本実施形態の露光装置によれ
ば、高精度な露光を行うことができる。
Therefore, according to the exposure apparatus of this embodiment, highly accurate exposure can be performed.

【0070】なお、上記の実施形態では、レチクルRに
対するダミープレート16Dの位置検出に2つのフレネ
ルゾーンプレート対を使用したが、3つ以上のフレネル
ゾーンプレート対を使用すれば、位置決め精度を更に向
上することができる。
In the above embodiment, two Fresnel zone plate pairs are used for detecting the position of the dummy plate 16D with respect to the reticle R. However, if three or more Fresnel zone plate pairs are used, the positioning accuracy is further improved. can do.

【0071】また、上記の実施形態では、レチクルRに
対するダミープレート16Dの位置を検出したが、投影
光学系PLの鏡筒に対するダミープレート16Dの位置
を検出することにしてもよい。この場合には、投影光学
系PLの鏡筒上面にフレネルゾーンプレートを形成する
ことになる。さらに、レチクルRに対するダミープレー
ト16Dの位置及び投影光学系PLの鏡筒に対するダミ
ープレート16Dの位置の双方を検出することにしても
よい。
Although the position of the dummy plate 16D with respect to the reticle R is detected in the above embodiment, the position of the dummy plate 16D with respect to the lens barrel of the projection optical system PL may be detected. In this case, a Fresnel zone plate is formed on the upper surface of the lens barrel of the projection optical system PL. Further, both the position of the dummy plate 16D with respect to the reticle R and the position of the dummy plate 16D with respect to the lens barrel of the projection optical system PL may be detected.

【0072】また、上記の実施形態では、レチクルRに
十文字像を結像するフレネルゾーンプレートを形成し、
ダミープレート16Dに点像を結像するフレネルゾーン
プレートを形成したが、レチクルRに点像を結像するフ
レネルゾーンプレートを形成し、ダミープレート16D
に十文字像を結像するフレネルゾーンプレートを形成し
てもよいし、双方のフレネルゾーンプレートを十文字像
又は点像を結像するフレネルゾーンプレートとしてもよ
い。さらに、位置の特定が可能な他の像を結像するフレ
ネルゾーンプレートをレチクルR及びダミープレート1
6Dに形成してもよい。
In the above embodiment, the Fresnel zone plate for forming a cross image on the reticle R is formed.
Although the Fresnel zone plate for forming a point image on the dummy plate 16D is formed, a Fresnel zone plate for forming a point image on the reticle R is formed, and the dummy plate 16D is formed.
A Fresnel zone plate for forming a cross-shaped image may be formed, or both Fresnel zone plates may be formed as a Fresnel zone plate for forming a cross-shaped image or a point image. Further, a Fresnel zone plate for forming another image whose position can be specified is provided by the reticle R and the dummy plate 1.
6D may be formed.

【0073】また、上記の実施形態では、位置検出用の
マークとしてフレネルゾーンプレートを使用したが、他
の種類のマークを位置検出用マークとして使用すること
も可能である。
Further, in the above embodiment, the Fresnel zone plate is used as a mark for position detection, but other types of marks can be used as marks for position detection.

【0074】また、上記の実施形態では、収差補正板を
レチクルと投影光学系との間に配置したが、他の位置、
例えば、投影光学系とウエハとの間に配置することも可
能である。また、収差補正板の投影光学系側の面の形状
で収差補正をしているが、反対側の面又は双方の面の形
状で収差補正することも可能である。
In the above embodiment, the aberration correction plate is disposed between the reticle and the projection optical system.
For example, it can be arranged between the projection optical system and the wafer. Further, although the aberration is corrected by the shape of the surface of the aberration correction plate on the projection optical system side, the aberration can be corrected by the shape of the opposite surface or both surfaces.

【0075】また、上記の実施形態では、同一材質及び
同一形状のダミープレートとストックプレートを用意
し、ダミープレートを用いて収差測定を行うとともに、
ストックプレートを加工して収差補正板を製造したが、
収差測定に使用したプレートを加工して収差補正板を製
造しても、上記実施形態における収差補正板と同様の効
果を奏する収差補正板を製造できる。
In the above embodiment, a dummy plate and a stock plate having the same material and the same shape are prepared, and the aberration is measured using the dummy plate.
The aberration correction plate was manufactured by processing the stock plate,
Even if the aberration correction plate is manufactured by processing the plate used for aberration measurement, an aberration correction plate having the same effect as the aberration correction plate in the above embodiment can be manufactured.

【0076】また、上記の実施形態では、いわゆるステ
ップ・アンド・スキャン機について説明したが、本発明
は、ステップ・アンド・リピート機、ステップ・アンド
・スキャン機、ステップ・アンド・スティッチング機を
問わず、また、ウエハ露光装置、液晶露光装置等の露光
装置を問わず、投影光学系を使用する投影露光装置に適
用できる。
In the above embodiment, a so-called step-and-scan machine has been described. However, the present invention is applicable to a step-and-repeat machine, a step-and-scan machine, and a step-and-stitch machine. In addition, the present invention can be applied to a projection exposure apparatus using a projection optical system regardless of an exposure apparatus such as a wafer exposure apparatus or a liquid crystal exposure apparatus.

【0077】また、上記の実施形態では投影露光装置に
ついて説明したが、本発明は、結像光学系を備える投影
光学装置に適用可能である。
In the above embodiments, the projection exposure apparatus has been described. However, the present invention is applicable to a projection optical apparatus having an imaging optical system.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の位
置検出方法によれば、照明光を第1物体に照射し、第1
物体に形成されたパターンを、投影光学系を介して第2
物体に投影する投影光学装置における照明光の光路上に
配置された光学部材の位置を光学的に検出するので、精
度の良い位置検出が可能である。そして、本発明の位置
検出方法による位置検出結果に基づいて位置合わせする
ことにより、例えば機械的に位置合わせをする場合と比
べて1桁程度以上精度を向上して、光学部材の位置合わ
せを行うことができる。
As described in detail above, according to the position detecting method of the present invention, the first object is irradiated with the illumination light,
The pattern formed on the object is converted into a second image via the projection optical system.
Since the position of the optical member arranged on the optical path of the illumination light in the projection optical device that projects onto the object is optically detected, accurate position detection is possible. Then, by performing positioning based on the position detection result by the position detection method of the present invention, the positioning of the optical member is performed with an accuracy improved by about one digit or more compared to the case of performing mechanical positioning, for example. be able to.

【0079】また、本発明の位置検出装置によれば、本
発明の位置検出方法を使用して、光学部材の位置検出を
行うので、該光学部材の位置を精度良く検出することが
できる。
According to the position detecting device of the present invention, the position of the optical member is detected by using the position detecting method of the present invention, so that the position of the optical member can be detected with high accuracy.

【0080】また、本発明の収差補正部材の製造方法に
よれば、照明光の光路上に配置された光学部材の第1物
体に対する相対位置を本発明の位置検出方法によって検
出し、光学部材と第1物体又は投影光学系の鏡筒との精
度の良い位置関係の下での収差測定結果に基づいて光学
部材又はこれとほぼ同一の光学部材を加工するので、精
度の良い収差補正部材を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing an aberration correcting member of the present invention, the relative position of the optical member disposed on the optical path of the illumination light with respect to the first object is detected by the position detecting method of the present invention, and the optical member and the optical member are detected. Since the optical member or an optical member substantially the same as the first member or the optical member is machined based on the aberration measurement result under a highly accurate positional relationship with the lens barrel of the projection optical system, a highly accurate aberration correction member is manufactured. can do.

【0081】また、本発明の投影光学装置によれば、本
発明の収差補正部材の製造方法によって製造された精度
の良い収差補正部材によって、投影光学系の収差を補正
するので、第2物体に投影される投影像の歪みを低減す
ることができ、第1物体に形成されたパターンを精度良
く第2物体に投影することができる。
According to the projection optical apparatus of the present invention, the aberration of the projection optical system is corrected by the high-precision aberration correcting member manufactured by the method of manufacturing the aberration correcting member of the present invention. The distortion of the projected image to be projected can be reduced, and the pattern formed on the first object can be accurately projected on the second object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態の投影露光装置の概略的な
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置の走査露光の原理を説明するための
図である。
FIG. 2 is a view for explaining the principle of scanning exposure of the apparatus of FIG. 1;

【図3】収差補正板の製造から露光の実行までの動作を
説明するための流れ図である。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an operation from manufacturing of an aberration correction plate to execution of exposure.

【図4】収差測定の際における、レチクルとダミープレ
ートとの位置関係を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a positional relationship between a reticle and a dummy plate when measuring aberration.

【図5】レチクルに形成されたフレネルゾーンプレート
及びダミープレートに形成されたフレネルゾーンプレー
トを説明するための図である(A,B)。
FIG. 5 is a view for explaining a Fresnel zone plate formed on a reticle and a Fresnel zone plate formed on a dummy plate (A, B).

【図6】位置検出装置の構成と動作とを説明するための
図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and operation of the position detection device.

【図7】レチクルに形成されたフレネルゾーンプレート
によって結像された像及びダミープレートに形成された
フレネルゾーンプレートによって結像された像を説明す
るための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an image formed by a Fresnel zone plate formed on a reticle and an image formed by a Fresnel zone plate formed on a dummy plate.

【図8】検査光の入射角による結像位置の変化を説明す
るための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a change in an imaging position depending on an incident angle of inspection light.

【図9】収差測定を説明するための図である(A〜
C)。
FIG. 9 is a diagram for explaining aberration measurement (A to A);
C).

【図10】収差補正板が使用された場合のレチクルパタ
ーンの投影動作を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a reticle pattern projection operation when an aberration correction plate is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…投影露光装置(投影光学装置)、16…収差補正
板(収差補正部材)、16D…ダミープレート(光学部
材)、26…主制御装置(処理装置)、71…光源、7
9S…受光面(観察面)、FZP1…フレネルゾーンプ
レート(第1マーク)、FZP2…フレネルゾーンプレ
ート(第2マーク)、IM1…像(第1の検査像)、I
M2…像(第2の検査像)、PL…投影光学系、R…レ
チクル(第1物体)、W…ウエハ(第2物体)。
10 Projection exposure device (projection optical device), 16 Aberration correction plate (Aberration correction member), 16D Dummy plate (Optical member), 26 Main control device (Processing device), 71 Light source, 7
9S: light receiving surface (observation surface), FZP1: Fresnel zone plate (first mark), FZP2: Fresnel zone plate (second mark), IM1: image (first inspection image), I
M2: image (second inspection image), PL: projection optical system, R: reticle (first object), W: wafer (second object).

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Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光を第1物体に照射し、前記第1物
体に形成されたパターンを、投影光学系を介して第2物
体に投影する投影光学装置における前記照明光の光路上
に配置された光学部材の位置を検出する位置検出方法に
おいて、 前記第1物体及び前記投影光学系の鏡筒の少なくとも一
方に対する前記光学部材の相対位置を光学的に検出する
ことを特徴とする位置検出方法。
1. A projection optical apparatus for irradiating a first object with illumination light and projecting a pattern formed on the first object onto a second object via a projection optical system, disposed on an optical path of the illumination light. A position detection method for detecting the position of the optical member, wherein the relative position of the optical member with respect to at least one of the first object and a lens barrel of the projection optical system is optically detected. .
【請求項2】 前記光学部材の位置検出は、前記光学部
材及び前記投影光学系を介して前記第2物体に投影され
た前記パターン像の収差測定に際して行われることを特
徴とする請求項1に記載の位置検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein the position detection of the optical member is performed when measuring the aberration of the pattern image projected on the second object via the optical member and the projection optical system. The position detection method described.
【請求項3】 前記第1物体及び前記投影光学系の鏡筒
の少なくとも一方に形成された少なくとも1つの第1マ
ークを介した検査光が観察面上に形成する第1の検査像
と、前記光学部材に形成された少なくとも1つの第2マ
ークを介した検査光が前記観察面上に形成する第2の検
査像との位置関係に基づいて、前記第1物体及び前記投
影光学系の鏡筒の少なくとも一方に対する前記光学部材
の相対位置を検出することを特徴とする請求項1に記載
の位置検出方法。
3. A first inspection image formed on an observation surface by inspection light via at least one first mark formed on at least one of the first object and the lens barrel of the projection optical system; The first object and the lens barrel of the projection optical system based on the positional relationship between inspection light via at least one second mark formed on the optical member and a second inspection image formed on the observation surface. The position detecting method according to claim 1, wherein a relative position of the optical member with respect to at least one of the following is detected.
【請求項4】 前記第1マーク及び前記第2マークはフ
レネルゾーンプレートであることを特徴とする請求項3
に記載の位置検出方法。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the first mark and the second mark are Fresnel zone plates.
The position detection method according to 1.
【請求項5】 照明光を第1物体に照射し、前記第1物
体に形成されたパターンを、投影光学系を介して第2物
体に投影する投影光学装置における前記照明光の光路上
に配置された光学部材の位置を検出する位置検出装置で
あって、 前記第1物体及び前記投影光学系の鏡筒の少なくとも一
方に形成された少なくとも1つの第1マークと、前記光
学部材に形成された少なくとも1つの第2マークとを照
明する検査光を発生する光源と;前記第1マークを介し
た光が観察面上に形成する第1の検査像と前記第2マー
クを介した光が前記観察面上に形成する第2の検査像と
の位置関係に基づいて、前記第1物体及び前記投影光学
系の鏡筒の少なくとも一方に対する前記光学部材の相対
位置を検出する処理装置とを備える位置検出装置。
5. A projection optical device that irradiates a first object with illumination light and projects a pattern formed on the first object onto a second object via a projection optical system, and is arranged on an optical path of the illumination light. A position detecting device for detecting a position of the optical member, wherein at least one first mark formed on at least one of the first object and a lens barrel of the projection optical system, and a mark formed on the optical member. A light source for generating inspection light for illuminating at least one second mark; a first inspection image formed on the observation surface by the light via the first mark and the light via the second mark for the observation; And a processing device for detecting a relative position of the optical member with respect to at least one of the first object and a lens barrel of the projection optical system based on a positional relationship with a second inspection image formed on a surface. apparatus.
【請求項6】 照明光を第1物体に照射し、前記第1物
体に形成されたパターンを、投影光学系を介して第2物
体に投影する投影光学装置で使用される収差補正部材の
製造方法であって、 光学部材を前記照明光の光路上に配置して、前記第1物
体及び前記投影光学系の鏡筒の少なくとも一方に対する
前記光学部材の相対位置を光学的に検出し、該検出結果
に基づいて、前記光学部材を前記第1物体及び前記投影
光学系の鏡筒の少なくとも一方に対して位置合わせする
第1工程と;前記第1工程による前記光学部材が位置合
わせされた状態で、前記第2物体における投影像の収差
を測定する第2工程と;前記第2工程における測定結果
に基づいて、前記光学部材又は前記光学部材とほぼ同一
の光学部材を加工して、収差補正部材を製造する第3工
程とを含む収差補正部材の製造方法。
6. An aberration correcting member used in a projection optical apparatus that irradiates a first object with illumination light and projects a pattern formed on the first object onto a second object via a projection optical system. A method, comprising: arranging an optical member on an optical path of the illumination light to optically detect a relative position of the optical member with respect to at least one of the first object and a lens barrel of the projection optical system; A first step of aligning the optical member with at least one of the first object and the lens barrel of the projection optical system based on the result; and a state in which the optical member is aligned in the first step. A second step of measuring the aberration of the projected image on the second object; processing the optical member or an optical member substantially the same as the optical member based on the measurement result in the second step to form an aberration correction member. Third to manufacture Manufacturing method of aberration correction member which includes a degree.
【請求項7】 照明光を第1物体に照射し、前記第1物
体に形成されたパターンを第2物体に投影する投影光学
装置であって、 前記照明光の光路上に配置された、請求項6に記載の収
差補正部材の製造方法によって製造された収差補正部材
と;前記第1物体を介した照明光を入射し、前記第2物
体上に前記パターンを投影する投影光学系とを備える投
影光学装置。
7. A projection optical device that irradiates a first object with illumination light and projects a pattern formed on the first object onto a second object, wherein the projection optical device is arranged on an optical path of the illumination light. Item 7. An aberration correction member manufactured by the method for manufacturing an aberration correction member according to Item 6, and a projection optical system that receives illumination light through the first object and projects the pattern on the second object. Projection optics.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6639651B2 (en) 2000-12-14 2003-10-28 Nikon Corporation Fabrication method for correcting member, fabrication method for projection optical system, and exposure apparatus

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